新型CMOS四象限模拟乘法器CMOS电流运算放大器的设计和应用

摘要

随着芯片制造技术和电路设计技术的不断发展,人们对电流模式电路越发感兴趣.在电压模领域,运算放大器是一个非常重要的结构单元,论文使用跨阻放大级和跨导放大级构成CMOS电流运算放大器,以探讨运算放大器在电流模领域的应用.论文提出的电流运算放大器线性传输范围小于±40nA,电路输入端I<,1>的静态电压偏移为1.4mV,负载为1kΩ时,I<,01>的静态偏移电压2.3mV,同时端I<,02>的静态偏移电压为11.7mV,直流开环增益大于79dB,反相输出端零分贝带宽大于15MHz,同相输出端零分贝带宽大于11MHz,经补偿后反相输出端I<,01>的相位裕度大于60°,转换速率约为6.1μA/ns.在负反馈应用中,电流运算放大器的输入端电位几乎为零(虚地特性)且所涉取的电流很小,使用±3V电源供电,静态功耗约为2.5mW.使用2μCMOS工艺制造,芯片有效面积239μm×μm.

目录

文摘

英文文摘

第一部分新型CMOS四象限模拟乘法器

概述

第一章乘法器的工作原理与电路设计

§1.1电压偏置源极耦合对

§1.2CMOS复合对

§1.3模拟乘法器的电路原理图

小结

第二章模拟乘法器的PSPICE模拟结果及分析

§2.1模拟乘法器的PSPICE网表

§2.2直流传输特性

§2.3频率特性

§2.4乘法器的调制波形输出

§2.5直流非线性误差分析

§2.6总谐波失真分析

§2.7乘法器的单端直流传输特性

小结

第三章模拟乘法器的版图设计

§3.1版图设计工具MAGIC介绍

§3.2MOSIS SCMOS工艺及设计规则介绍

§3.3模拟乘法器的版图设计

§3.4版图电路抽取及模拟结果

小结

附录：模拟乘法器版图电路抽出的SPICE3格式文件

第二部分CMOS电流运算放大器的设计和应用

概述

第一章CMOS电流运算放大器的原理和设计

§1.1跨阻放大级

§1.2跨导放大级

§1.3电流运算放大器的实现

小结

第二章电流运算放大器的PSPICE模拟结果及分析

§2.1电流运算放大器的电路实现

§2.2直流传输特性

§2.3频率特性

§2.4转换速率（SR）

§2.5输入电阻和输出电阻

§2.6输入端的虚地特性

小结

第三章电流运算放大器的版图设计

§3.1电流运算放大器的版图

§3.2电路抽出与SPICE后模拟

小结

附录：电流运算放大器版图电路抽出的SPICE3格式网表文件

第四章电流运算放大器的应用

§3.1互易定理与伴随网络

§3.2电流运算放大器应用举例

小结

致谢

参考文献